«Мы разработали простую, эффективную и дешевую систему ранней диагностики рака»

Беседа с доктором химических наук, профессором,заместителем декана химического факультета МГУ по научной работе Марией Зверевой

– Мария Эмильевна, вы заместитель декана по науке химического факультета МГУ. Это сложно?

– Да. Причем, насколько мне известно, это впервые в истории химического факультета: женщина – замдекана по науке. Но, скорее, это ответственно. Для меня в науке нет мужчин и женщин. Для меня в науке есть ученые. Здесь невозможно отделить функцию администратора от личной ответственности, потому что ответственность всегда индивидуальна. Какое бы дело вы ни делали, вы должны делать его хорошо.

– Химический факультет славится огромным количеством научных проектов, причем самых разных направлений. Может быть, вы расскажете о нескольких наиболее значимых и актуальных на данный момент?

– Здесь достаточно сложно выбрать, что является наиболее значимым и актуальным, потому что у нас очень плодотворно и активно работающий коллектив. Чтобы вы представляли, в прошлом году более 500 статей в журналах первой квартили было опубликовано сотрудниками химического факультета. Журнал первой квартили – это мировое понятие. Это журнал, где проходит рецензирование научных работ, которые по своей востребованности оказываются в верхних 25 процентах на основе анализа цитируемости публикаций.

У нас на факультете представлены все направления современной химии. Мой личный интерес связан с химией живого. Это разработка систем, которые исследуют живые организмы на молекулярном уровне. У нас есть несколько кафедр, работа которых связана с данной областью химии. Если рассматривать факультет в целом, у нас есть четыре базовые кафедры, работа которых связана с науками о жизни, с химией живого.

В первую очередь, это кафедра медицинской химии, на которой проходят этапы, начиная от моделирования возможных новых соединений как потенциальных лекарственных средств, синтеза до дальнейшего биологического тестирования на известных моделях. Это кафедра энзимологии, которая изучает ускорение химических процессов с помощью белков; аналитической химии, разрабатывающая новые системы анализа. В частности, для меня одна из значимых работ кафедры аналитической химии – это возможность тестирования присутствия нейромедиаторов в очень низких концентрациях или одновременного определения нескольких из них. Речь идёт о разработке принципиально новых подходов и методов анализа. У нас на факультете есть лаборатория, которой заведует Игорь Родин, развивающий подходы масс-спектрометрии в области метаболомики, а это интересная мне область.

Сама я являюсь представителем кафедры химии природных соединений, и здесь, наверное, одна из самых значимых, имеющих практическое применение работ – это работа группы профессора Алексея Михайловича Копылова, в которой была показана принципиальная возможность быстрого определения вирусов гриппа. Они применили нестандартный подход, связанный с использованием рамановской спектроскопии и направленного отбора ДНК-аптамеров к определенным частям вируса. В качестве мишени они выбрали белок, который максимально изменчив между различными типами вируса, и отобрали на него аптамер на основе ДНК. По сути, это что-то похожее по свойствам на антитела. То есть, это молекулы, специфически отбираемые на взаимодействие с определенной мишенью. Но в основе не белок, а нуклеиновая кислота. И использовали такой аптамер, который позволяет вначале определить в смеси вирус, а потом его же детектировать, используя те же молекулы, но уже с краской. Это принципиально новый способ, аналогичный классическому иммуноферментному анализу, но в исполнении других молекул. На данный момент удалось показать, что этот метод замечательно детектирует группу вирусов гриппа А. Метод хорошо работает.

– А коронавирус нельзя распознать с его помощью?

– Это возможно, но тоже требует разработки. При соответствующем финансировании такой подход может быть применен и для разработки тест-систем распознавания новых вирусов, особенно в том случае, когда известен геном.

– А что за разработка по тестированию рака мочевого пузыря, которым вы тоже занимаетесь?

– Это уже непосредственно моя научная работа, которая логично вытекла из более пятнадцати лет моих научных интересов. Было понимание фундаментальных аспектов функционирования такого фермента, как теломераза. Теломераза – это РНК-белковый комплекс, который имеет функциональное значение и синтезирует повторы на концах хромосом. Активность этого комплекса связана с пролиферативным потенциалом клетки. Если он активен, это определяет, какой потенциал деления будет у клетки. Теломераза обычно активна в часто делящихся клетках, в стволовых, в половых клетках. Когда мы говорим об организме в норме и при патологии, теломераза активируется в 95 процентах типов опухолевых клеток. Ранее она даже рассматривалась как некая универсальная мишень, хотя опухолевые заболевания у нас генетически настолько разнообразны, что считалось: у нас не может быть какого-то общего подхода. Но наука движется вперед. Мы узнаем новое о функционировании теломеразы. Если мы ее ингибируем, то действуем и на стволовые клетки, и на кроветворение, и побочных эффектов будет много.

– Почему вы выбрали именно эту тему?

– В 2011 году у меня случилась личная история. Мой ребенок заболел раком, и это заставило меня пересмотреть научные интересы. Это была прямая связь: то, что вы изучаете, в дальнейшем может помочь людям. Это привело к пересмотру приоритетов, не меняя области исследования. Приоритетным для меня стало заниматься тем, что может дать практическое приложение.

– Удалось создать такое приложение?

– По сути, да. Первым этапом стало то, что я подала свою кандидатуру на работу в Международном агентстве по исследованию рака. Это научно-исследовательское агентство, которое является внестрановым и работает под эгидой Всемирной организации здравоохранения, ООН. Оно было создано после Второй мировой войны странами-участниками, как победителями, так и побежденными, для того чтобы иметь общую площадку для коммуникации и борьбы с каким-то общим врагом. Ведь ничто не сплачивает нас больше, чем общая работа над одной проблемой. Уже после Второй мировой войны было понятно, что онкологические заболевания являются ключевой проблемой для всего мира. И если вначале было больше эпидемиологических исследований, то с развитием науки в агентстве появились и молекулярно-биологические методы.

– В чем заключалась ваша работа?

– Моя работа заключалась в налаживании генетической платформы агентства и применении новых методов. По сути, это стало продолжением фундаментальной работы, которую я проводила в области теломеразы, потому что были найдены мутации, которые определяют постоянное включение теломеразы в случае некоторых опухолевых заболеваний. Это не только рак мочевого пузыря. Это также глиобластомы и некоторые другие поражения. Но в случае рака мочевого пузыря была идея, что определение таких мутаций возможно в жидкостях, выделяемых человеком. Таким образом возможно создание неинвазивной диагностики. В случае рака мочевого пузыря это является проблемой, так как если у пациента диагностировано заболевание, то дальше существует этап наблюдения, когда раз в год необходимо делать цистоскопию. Это травмирующая операция. Это тяжело, в том числе, психологически, и это стоит денег. Если бы можно было делать простой анализ мочи, все были бы рады. И здесь просматривался прямой выход на практику, что для меня очень важно.

– В чем суть метода?

– Метод основан на том, чтобы протестировать присутствие специфических молекул ДНК в моче. Это могут быть внеклеточные ДНК, сшелушивающиеся клетки, ДНК из которых тоже выделяется. Если есть мутация, которая характерна для опухолевой клетки, это приводит к включению теломеразы и к неограниченному потенциалу деления у клетки. Эта клетка уже не следует нормальной программе, она будет делиться неограниченное количество раз. Детектировать эту мутацию можно разными способами. В Агентстве в первую очередь был применен метод направленного глубокого секвенирования нового поколения - NGS. На основе этих данных было показано, что существует очень высокая клиническая чувствительность и специфичность метода. Моя роль в этом проекте состояла в технологической разработке, связанной с созданием метода тестирования этих мутаций на основе технологии числовой капельной ПЦР, которая позволяет определить абсолютное количество ДНК в образце. Результатом такого анализа является определение количества видоизмененных молекул ДНК (с мутацией) в штуках. Это очень чувствительный метод, который позволяет определить видоизмененные молекулы в присутствии тех, которые не содержат мутацию. Это следующее поколение ПЦР-диагностики, которое повышает точность анализа.

Этот метод был создан в Международном агентстве по исследованию рака. Я его сделала своими руками. Хорошо помню момент, когда, наконец, все получилось. Вечером я считала результат и рассказала об этом только техническому ассистенту, который помогает в лаборатории. А утром прихожу – и каждый встречающий меня поздравляет. Это было очень волнительно.

– Удалось ли применить метод в клинике?

– Уверена, что этот день настанет. Но это достаточно длинный путь. Первая наша статья вышла в мае прошлого года, и в ней была сделана рекомендация Европейскому обществу урологов рассмотреть возможность инкорпорации этого метода в клиническую практику, потому что он действительно дает лучший результат, чем классический метод. Но дальше, несомненно, должно быть расширение исследования, когда эта технология будет распространена на большую когорту пациентов, чтобы получить большую статистическую достоверность. А на данный момент встал вопрос, насколько рано можно диагностировать с помощью этого метода поражение органа. Дополнительный плюс сотрудничества с Международным агентством - то, что удалось найти возможность включить в проект образцы, которые были собраны в других странах. И на основе данных когорты пациентов из Ирана удалось показать, что мы можем детектировать мутацию за десять лет до первых клинических проявлений болезни.

– Неужели так рано?

– Да, было такое исследование, когда на протяжении десяти лет собирались образцы мочи и крови, а дальше шло наблюдение за состоянием здоровья, и в дальнейшем нам известно, что у этих людей возник рак мочевого пузыря. Мы получили эти образцы и смогли заглянуть в прошлое. Мутация есть практически у всех, у кого впоследствии возникает рак мочевого пузыря. Специфичность очень высокая. И за десять лет до постановки диагноза можно её диагностировать. Это первое экспериментальное подтверждение того, что создание ранней диагностики опухолевого поражения принципиально возможно.

– Сейчас исследование продолжается?

– Да, оно проводится под эгидой Международного агентства по исследованию рака. Сейчас подали заявку на исследование, в котором участвует большое количество стран, и в результате можно будет провести сравнение по образцам, собранным в разных когортах, в разных странах, и доказать уже статистически достоверно, что это может быть принципиально ранняя диагностика онкологических заболеваний, в частности, рака мочевого пузыря по анализу мочи.

– Потрясающе. Я бы сказала, что это уже не диагностика заболевания, а некий прогноз, предвидение, который поможет предотвратить болезнь.

– Это так. Заявка подана, будем ждать. В конце августа ожидается ответ. От нашей страны я там являюсь ко-исследователем, потому что числовой капельный ПЦР будет одним из основных методов, но кроме него будет проводиться и глубокое секвенирование, и будут определяться другие параметры.

– А кто ещё участвует в этом исследовании?

– Это хороший пример того, как должны развиваться такие инновационные междисциплинарные проекты. Соответственно, от нашей страны в этом исследовании участвуют и медицинский научно-образовательный центр МГУ. Это те, кто будет руководить непосредственно набором пациентов в РФ, медицинской частью. Это профессор Камалов.

Изначально в проекте была группа биоинформатиков, патологи, которые проверяли все образцы и делали независимую верификацию, медики, представитель лабораторной клинической химии. Здесь нужна именно коллаборация, кооперирование специалистов из разных областей знаний. Ведь создание каких-то новых методов невозможно без такого объединения.

– Вы работаете над развитием метода только вне стен МГУ?

– Почему же, сейчас я продолжаю эту работу здесь, в МГУ, в России. Мы сейчас этот метод воспроизвели, и у меня есть проект по разработке уже следующего этапа. У меня есть мечта: делать что-то еще более простое, когда вы капнули мочу и получили очень быстрый тест, есть там изменения или нет. Меня сейчас привлекает метод поверхностно-усиленной рамановской микроскопии. Это аналог того, что делает профессор Копылов для вируса гриппа.

Дальше в проекте у нас стоит большой вопрос: а как именно сравнивать исследования, которые проводятся на разных приборах, в разных странах, когда выделяется ДНК разными способами? Конечно, внутри большого исследования все стандартизировано. Но если мы перейдем на следующий уровень, стоит вопрос трансляции и стандартизации контроля.

– Мария Эмильевна, боюсь спросить, а как ваш ребенок?

– С ребенком все хорошо. У нас в стране замечательные хирурги. Нам помогла радикальная операция. Сейчас она не просто здоровый реабилитировавшийся ребенок, но еще и занимается спортом, участвует в соревнованиях, ведет активную жизнь.

– Это радует. Хоть вы и говорите о том, что для вас гендерные различия для ученого не имеют никакого значения, тем не менее, у вас на факультете проводятся международные завтраки женщин-химиков, есть какие-то специальные премии для женщин-химиков. Что это такое, расскажите, пожалуйста?

– В моей жизни тоже был опыт победы в конкурсе для женщин. В 2009 году я стала лауреатом национальной премии «Молодые женщины в науке», который проводится под эгидой ЮНЕСКО. Эта премия продолжается: у нас на данный момент уже сложилось настоящее сообщество женщин-ученых. Эта премия выдается женщинам, работающим в области естественных наук. Это биологи, физики, химики, медики, то есть те, кто работают на границе, в междисциплинарных проектах. Наше сообщество помогает нам обмениваться идеями, держаться вместе.

– Но зачем в этом участвовать, если в науке нет различий между мужчинами и женщинами?

– У нас на факультете сложился баланс в карьерном развитии у мужчин и у женщин, но если мы посмотрим на состояние науки в целом, то окажется, что что это положение очень разное. Скажем, среди руководителей процент женщин другой.

– Меньше?

– Значительно меньше. Это говорит о том, что существует недооцененное ограничение, связанное с нашим культурным бэкграундом. Я очень благодарна своему мужу, который дал мне возможность продолжать работать и не уходить в полноценный декрет. Но не всем так везет. Не у всех есть такая поддержка. Правда, не всем это надо. Кто-то с удовольствием сидит со своим ребенком и не испытывает желания выходить на работу. Но, тем не менее, должна быть возможность этого выбора, и она как раз освещается такими мероприятиями, связанными с гендерным различием в науке. Я поддерживаю наших девушек, которые участвуют в этом завтраке. Там есть возможность пообщаться, поделиться своим опытом, как можно организовать жизнь таким образом, чтобы успевать все. Это возможность объединения и социальной поддержки, что тоже важно. И я считаю, что премия для молодых женщин науки, которую я получила в 2009 году, дала мне многое. Это был год как раз после кризиса 2008 года. Деньги оказались немаловажны для семьи, это реально позволило остаться в науке, почувствовать интерес и востребованность, которую я чувствую до сих пор, и это прекрасно.